Il tempo di posa nella ripresa video: motion blur, strobing, flickering…

A cura di: Gianfranco Corigliano

Gli effetti del tempo di posa nelle fotocamere reflex video high definition HD. Motion blur cinematografico, “congelamento” frame ad elevati tempi di otturazione e “sfarfallio” di flickering d’esposizione conseguente alla fisica di illuminazione artificiale. L’importanza dell’otturatore in gradi.

 

La gamma Nikon in campo video Il tempo di posa
Il motion blur e lo strobing – esempi video Gli effetti del tempo di otturazione
Il flickering di illuminazione Prevenire il flickering in ripresa – esempi video
L’otturatore delle macchina da presa e delle reflex digitali Conclusioni e link utili

 

La gamma Nikon in campo video

Con la D7100, Nikon estende il parco di fotocamere Reflex High Definition composto da D4, D800, D600, D5200 e D3200. In questo eXperience tratteremo un argomento comune a tutta la gamma di fotocamere Reflex HD e compatte ad ottiche intercambiabili del sistema Nikon 1 che implementano al loro interno la possibilità di registrare video in alta definizione. Nelle riprese video, analogamente a quanto in essere in un singolo fotogramma fotografico, l’utilizzo di un corretto tempo di otturazione produce effetti sia sull’esposizione del fotogramma che sulla modalità di percepire il movimento durante la visione delle sequenze riprese. In fotografia a singolo frame, il tempo di posa viene usato dai fotografi esperti su scene dinamiche di movimento per ricercare il volontario movimento del singolo particolare come ad esempio voler dare dinamicità ad una fotografia di calcio “registrando” la scia del solo pallone oppure, più semplicemente, voler rimarcare il movimento degli arti di un relatore che gesticola durante l’esposizione.
Il tempo di posa diventa perciò un elemento essenziale per controllare l'esposizione della scena ripresa, ma è nel contempo determinante per gestire la quantità e qualità di movimento catturato durante la registrazione sia fotografica sia video. Il tempo di posa concorre quindi, nel linguaggio cinematografico dei filmakers, all’aspetto denominato “motion blur” che nel video riprodotto a 25 o 30 fotogrammi al secondo, determina la tipologia e la qualità di fluidità che si intende dare nella scena dinamica o nel movimento camera. Tutto ciò in relazione a quanto e come si desidera stimolare lo spettatore che “vede con la mente”, quanto la persistenza retinica dell’occhio gli fornisce.

 

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La regolazione del tempo di otturazione oltre a determinare il controllo dell’esposizione e la sfocatura di movimento, concorre anche all’insorgere di determinati artefatti, positivi o negativi, come lo sfarfallio di flickering e lo “strobing” che vedremo nel corso di questo eXperience.

 

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La D7100 dispone, in prossimità della slitta porta accessori, di un microfono incorporato stereo che sarà possibile attivare o disattivare dal menù impostazioni. Il menù impostazioni filmato del menù di ripresa permette anche di agire sulla sensibilità automatica oppure su differenti livelli di sensibilità manuale. Per livelli qualitativi audio in presa diretta Hi-Fi, la D7000 dispone anche della presa jack microfonica. I tempi di posa sono regolabili dalla ghiera posteriore dopo aver scelto, dalla ghiera superiore, la modalità di esposizione manuale “M”.
Il menù microfono raggiungibile dalle impostazioni filmato del menù di ripresa, permette di raggiungere 20 livelli audio manuali. Per le implicazioni legate al bokeh dal look cinematografico del formato DX rimandiamo a “Formati pellicola e formati sensore” trattati nell’eXperience Nikon D3200. L’impiego dei frame rate 50fps e 60fps a 1920x1080 permette di utilizzare l’area centrale del sensore in ritaglio crop 1,3x, ottenendo un fattore 2x se misurato in relazione al full frame 24x36 FX.

Il tempo di posa

Nella fotografia sono fondamentalmente tre i parametri che concorrono a esporre correttamente un’immagine: il tempo di posa, l’apertura del diaframma e la sensibilità ISO, con la possibilità di variare ognuno di essi al fine di ottenere l’esposizione corretta. Il tempo di posa è anche uno dei parametri fondamentali che caratterizzano la registrazione di riprese video attraverso le fotocamere Reflex High Definition; la comprensione e l’utilizzo corretto di quest’importantissimo fattore permetterà di espandere e migliorare notevolmente le possibilità di ripresa cinematografica. La scelta del tempo di posa corretto deve rispettare le regole di base della cinematografia; il concetto di tempo di posa è un tema per certi versi simile ai temi fotografici ma molto differente per altri aspetti prettamente video legati a come la vista e la mente “registrano” e percepiscono i movimenti nelle scene riprese. L’occhio, infatti, percepisce una sequenza veloce di fotogrammi singoli come movimento continuo grazie alla persistenza della visione. La “persistenza della visione” a livello retinico identifica la maniera in cui il cervello umano è in grado di visualizzare una serie d’immagini fisse e di percepirle come in movimento. L'occhio umano comincia a percepire un “movimento fluido” a circa 18 fotogrammi al secondo; tuttavia, il movimento inizia ad essere realmente scorrevole a una frequenza di 24 fotogrammi al secondo o superiori, ossia proprio a partire dal frame rate utilizzato per le produzioni cinematografiche. Nella fotografia il valore del tempo di posa determina la quantità di luce da far passare nell’unità di tempo attraverso l’obbiettivo della fotocamera per determinarne l’esposizione, ma ha allo stesso tempo responsabilità sul mosso o congelamento della scena. Se in fotografia una foto interamente mossa è “inutilizzabile” nel video cinematografico quasi mai esisterà o dovrà esistere un singolo fotogramma di un movimento perfettamente congelato. Onde evitare incomprensioni ci preme escludere, da questa affermazione, tutte le tecniche di ripresa “al rallentatore” come in parte trattate nell’eXperience Nikon 1 per riprese video 30/60/400 e 1.200fps, oppure specifici linguaggi video più orientati a TV o effetti videomusicali e/o “stroboscopici” gestiti in abbinata a diverse tecniche di postproduzione.

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Premendo il pulsante REC si avvierà la registrazione video. Personalizzando la funzione g4 del menù personalizzazioni, sarà possibile attivare il REC video dal pulsante di scatto ma anche da eventuali comandi remoti via cavo o wireless come ad esempio il Nikon MC-DC2 o il comando via radio del sistema Nikon WR.
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Connettori cuffie, microfono, USB, HDMI, e terminale accessori della Nikon D7100. La presa HDMI permette eventuali registrazioni in clean HDMI esterne anche non compresse attraverso registratori digitali. In basso a destra la presa per GPS Nikon GP-1, per cavo di scatto MC-DC2 oppure per il sistema di comando via radio della serie Nikon WR.
       
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Personalizzando la funzione g4 del menù personalizzazioni della Nikon D7100, sarà possibile attivare il REC video dal pulsante di scatto oppure da eventuali comandi remoti via cavo o wireless come ad esempio il Nikon MC-DC2 o il comando via radio del sistema Nikon WR.
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1. Tempo di posa in uso, regolabile dalla ghiera posteriore.
2. Apertura diaframma in uso.
Il diaframma è da scegliersi prima dell’attivazione Live View Video oppure, per variarlo durante il REC video con obiettivi a diaframma elettromeccanico, attraverso la ghiera anteriore D7100. Con obiettivi AI-S dotati di ghiera diaframmi lo stesso sarà regolabile in REC Video dalla ghiera obiettivo (su obiettivi AF isolando i contatti).
3. Sensibilità ISO in uso.


Tecnicamente, quando scattiamo fotografie, la fotocamera utilizza un otturatore elettromeccanico per regolare l’esposizione attraverso l’apertura e poi la chiusura della tendina per il tempo desiderato. 1/50 di secondo oppure 1/4.000 di secondo ad esempio e tutti i tempi di posa più veloci del sincro X ottenuti con una “scansione meccanica” delle tendine. Nella modalità video si adotta invece una otturazione elettronica; il sensore fondamentalmente effettua una scansione di read-out dati sensore per regolare l’esposizione; durante il Live View le tendine dell’otturatore rimarranno sempre aperte fin tanto che non lo spegneremo, indipendentemente dall’avvio e dall’arresto delle riprese. In altre parole le fotocamere reflex HD durante le riprese video non registrano la scena in maniera continua, bensì fotogramma per fotogramma, come nelle foto a raffica, ad intervalli, con l’accensione e spegnimento dell’otturatore elettronico per ogni frame video ripreso. La fotocamera semplicemente espone e scansiona un intero fotogramma simultaneamente attraverso il suo sensore (linea per linea per i sensori CMOS); dopodiché il sensore viene resettato al fine di esporre il frame successivo. Il tempo di posa di una fotocamera reflex HD che emula perfettamente l’otturatore di una cinepresa tradizionale a 24fps è il 1/48 di secondo. Normalmente le fotocamere digitali reflex non dispongono di un’opzione per ottenere un tempo di posa di 1/48” di secondo, ma impostando la fotocamera a una velocità dell’otturatore di 1/50 di secondo, si otterranno risultati praticamente indistinguibili dal 1/48”.

Il Motion Blur e lo strobing

 


Come anticipato in precedenza, la velocità di otturazione influisce sulla quantità di luce che determina l’esposizione, ma il tempo di posa scelto per ogni frame video ha anche ripercussioni sull’effetto movimento che presentano le sequenze video, rendendo la ripresa più o meno fluida, dall’aspetto più o meno naturale. Il tempo di otturazione determina l’insorgere di due fenomeni legati strettamente al movimento dei soggetti ripresi, il “motion blur” e lo “strobing”.

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Un tempo di otturazione relativamente lento in combinazione con un movimento veloce del soggetto ripreso, avrà come risultato finale la comparsa di motion blur nel fotogramma.

Il motion blur è dovuto alla velocità relativamente lenta dell’otturatore; infatti, durante la registrazione di sequenze video, alla stessa maniera di quanto succede quando scattiamo una fotografia, con un lungo tempo di posa cattureremo una sfocatura in scia di movimento maggiore nelle scene dinamiche. Mentre con l’utilizzo di tempi rapidi di otturazione e di soggetti in rapido movimento, avremo la registrazione di movimenti a scatti; questo effetto prende il nome di strobing o “skipping”. Per comprendere visivamente i due effetti basta far oscillare le dita di una mano davanti agli occhi per simulare l’effetto motion blur mentre ricordare quanto in discoteca vediamo quando è in azione la lampada stroboscopica per avere ben chiaro l’effetto strobing. Si noti che mentre il motion blur è dovuto alla lunghezza del tempo di esposizione di ogni fotogramma, l’effetto stroboscopico è essenzialmente un artefatto dovuto esclusivamente al tempo in cui il fotogramma non viene impressionato, durante la fase di spegnimento e reset dell’otturatore elettronico. Il motion blur e l’effetto stroboscopico sono tra i principali effetti ricercati dai registi per dare il tradizionale look alle loro produzioni cinematografiche.

Per la “scattosità” delle scene riprese basti citare i famosi film d'azione “Salvate il soldato Ryan” o “Il Gladiatore”, dove il tempo utilizzato è stato pari a 1/90 e 1/125 di secondo. Per riassumere, l’utilizzo di tempi rapidi di otturazione nelle registrazioni video, porterà alla comparsa di un maggior effetto stroboscopico; invece, nel caso opposto, attraverso l’impiego di tempi di esposizione maggiori si otterrà un notevole aumento di sfocatura di scia dovuta al movimento. Anche l’impiego di frame rate più elevati, a causa della regola dell’otturatore a 180°, porterà a una diminuzione del tempo di cattura degli oggetti ripresi e di conseguenza alla riduzione del motion blur presente nelle riprese. La regola dell’otturatore a 180° prevede che il tempo di posa da selezionare sulla fotocamera sia pari all’inverso del doppio del frame rate; ad esempio per un frame rate di 25fps PAL il tempo di posa valido sarà pari a 1/50”; mentre per un frame rate di 50fps sarà di 1/100”. Per un frame rate di 30fps NTSC il tempo di posa valido sarà pari a 1/60”; mentre per un frame rate di 60fps sarà di 1/120”.

Si noti che piccole variazioni della velocità dell’otturatore durante le riprese video, saranno praticamente impercettibili per la maggior parte delle persone; infatti, nella visione delle sequenze riprese non si noterà alcuna differenza, ad esempio per tempi di posa di 1/50” e 1/60” a 25fps.

 

In alto, con un tempo di otturazione standard di 1/50” a 25fps viene registrato sia il motion blur dovuto al movimento che l’effetto strobo. Al centro: la diminuzione della velocità di ripresa, ad esempio con l’utilizzo di un tempo di 1/25”, aumenta considerevolmente la sfocatura di scia dovuta al movimento e diminuisce l’effetto strobo. In basso: aumentando ulteriormente la velocità dell’otturatore (per esempio a 1/100”) si riduce il motion blur e aumenta di conseguenza l’effetto strobo.

 

La velocità dell’otturatore della fotocamera controlla come abbiamo visto in precedenza la quantità di motion blur presente in ogni singolo fotogramma video. Date un’occhiata a queste tre immagini:

 

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Scia di movimento ottenuta con tempo di posa 1/25”. Per compensare l’esposizione si è agito su sensibilità ISO e sul filtro ND Variabile.
Scia di movimento ottenuta con tempo di posa 1/50”. Per compensare l’esposizione si è agito su sensibilità ISO e sul filtro ND Variabile.
Scia di movimento ottenuta con tempo di posa 1/1000”. Per compensare l’esposizione si è agito su sensibilità ISO e sul filtro ND Variabile.
La mela che cade nell’immagine a sinistra presenta molto più mosso della foto a destra perché è stata ripresa con un tempo di posa di 1/25”. La mela che cade nell’illustrazione al centro è stata ripresa con un tempo di otturazione di 1/50” e presenta ancora una certa quantità di sfocatura data dalla scia di movimento.
Il fotogramma simulato sul lato destro è stato ripreso a 1/1000”; in questo caso il frame è completamente “congelato” quindi nitido anche nelle porzioni in movimento. Questa rappresentazione mostra e dimostra che la quantità di sfocatura dovuta alla scia di movimento presente in ogni singolo fotogramma, è determinata unicamente
dal tempo di posa in uso.


Normalmente utilizzando le impostazioni automatiche durante la modalità video, la fotocamera cerca di mantenere costante l’esposizione variando continuamente la velocità di otturazione, provocando una variazione continua della quantità di sfocatura di scia dovuta al movimento presente tra i vari fotogrammi, creando una video non fluido e incoerente. In alcune sequenze si vedrà una certa quantità di motion blur dovuta al tempo lento di otturazione selezionato dalla fotocamera e in altre sequenze tutto apparirà nitido, ricco di dettagli ma dalla visione a scatti (effetto strobo). È pertanto indispensabile in riprese professionali, operare in esposizione rigorosamente manuale o, al massimo, fissare Tempo e Diaframma per lasciare alla fotocamera il compito di agire magari sul solo parametro ISO Auto.